[发明专利]一种小芯片间的数据传输方法

说明书

本发明公开了一种小芯片间的数据传输方法，用于在包含多个小芯片的系统内进行数据传输，每个小芯片将数据藉由三组不同实体传输界面直接传送到另外的小芯片，其中：第一个小芯片与和它相邻的第二个小芯片之间由第一个不同实体传输界面进行互相传送数据；第二个小芯片与和第一个小芯片斜对相邻的第三个小芯片之间由第二个不同实体传输界面进行互相传送数据；第三个小芯片与第一个小芯片之间由第三个不同实体传输界面进行互相传送数据。本发明凭借灵活的可扩充性降低数据传递的延迟，针对不同的目标市场，还可以通过封装不同数目的小芯片达到性能上的可扩充性。

技术领域

本发明公开了一种小芯片间的数据传输方法，涉及芯片设计技术领域。

背景技术

目前市场采用的芯片设计技术主要是单一封装内只有单一晶元(die)，例如NVIDIA前一代构架Pascal与目前最新构架图灵(Turing)，其晶体管数(Transistor Count)从12个十亿，增长到18.6个十亿之多，增长了55％。而其晶元面积则是从471mm^2增长到了754mm^2，增长了60％，这比例还没有计算上先进制程微缩的效果。这表示有部分设计无法因为制程微缩带来优势，却要为这部分设计采用较昂贵的制程。另一方面由于单一晶元面积如此巨大，晶元制作过程中只要有一颗原子缺陷、或者出现一丝杂质，就会影响产品的良率。为了避免整个晶元因此而报废，势必要在晶元增加备份设计以及修复电路，这些都将造成晶元有效使用率大幅下降。

传统的采用并行网络的拓扑结构(Parallel Networks Topologies)设计的晶元、芯片如图1所示，常见的有：链式、环式、网格式等等。

为了有效使用先进制程工艺带来的优点，采用单一芯片(chip)封装内搭载数个小芯片(chiplet，也称作小芯片)的构架，让每个小芯片能被控制在比较好的良率，进而简化备份设计以及修复电路的设计复杂度以及对应的硅面积代价。另一方面，对于无法在先进制程工艺，例如12纳米、7纳米制程，微缩带上得到优势的设计，例如模拟电路，则集中放在主流制程工艺，例如28纳米、22纳米制程，的小芯片上，以提升小芯片的性价比。而将界面类的功能放在这一类的小芯片上，也提升了芯片的灵活性。此外，针对不同的目标市场，还可以通过封装不同数目的小芯片达到性能上的可扩充性。

而在单一芯片(chip)封装内搭载数个小芯片(chiplet)的构架，其中最重要的技术之一是数个小芯片间的数据传输技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的缺陷，提供一种小芯片间的数据传输方法，基于在单一芯片(chip)封装内搭载数个小芯片(chiplet)的构架，使得芯片达到性能上灵活的可扩充性，并降低数据传递的延迟。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种小芯片间的数据传输方法，所述方法用于在包含多个小芯片的系统内进行数据传输，每个小芯片将数据藉由三组不同实体传输界面直接传送到另外的小芯片，其中：第一个小芯片与和它相邻的第二个小芯片之间由第一个不同实体传输界面进行互相传送数据；第二个小芯片与和第一个小芯片斜对的第三个小芯片之间由第二个不同实体传输界面进行互相传送数据；第三个小芯片与第一个小芯片之间由第三个不同实体传输界面进行互相传送数据。

第一个小芯片将数据直接传送到第二个小芯片是通过第一种数据传输界面协议；第一个小芯片将数据直接传送到第三个小芯片是通过第二种数据传输界面协议；第一个小芯片将数据直接传送到第四个小芯片是通过第三种数据传输界面协议。

更进一步的，小芯片之间通过相同的传输界面协议进行数据的传送，多个小芯片是在同一个芯片封装内并具有相同的功能，小芯片之间的数据传送网络呈现出递归网络的拓扑结构，所述小芯片之间的数据传送同时进行，每一个小芯片均将数据直接传送到与它相邻的另外三个小芯片。

更进一步的，第一个小芯片将数据直接传送到第二个小芯片是通过第一种数据传输界面协议；第一个小芯片将数据直接传送到第三个小芯片是通过第二种数据传输界面协议。